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单原子Fe-N-C催化剂在氧还原反应（ORR）中展现出了良好的潜力，但其本征活性仍不尽如人意。轨道杂化为调节电化学过程中的热力学和动力学性质提供了一种灵活的方法。在本研究中，我们采用“轴向配体硼调制”策略，通过d-p轨道杂化来调控单原子Fe位点的电子结构。合成的FeN4-B/NC表现出优异的ORR活性，半波电位为0.915 V，超过了平面FeN4/NC和商用Pt/C。原位X射线吸收光谱（XAS）结果揭示了在ORR过程中Fe-N/O和Fe-B键的动态拉伸，...

在光催化水分解领域，提高光生载流子的空间分离效率仍是实现高效太阳能转化的核心难题。特别是在海水环境中，离子组分复杂、腐蚀性强，使得光催化体系在电荷传输与界面构筑方面面临更大挑战。因此，如何在分子层面精准调控电荷分离方向，并构筑界面电场驱动的协同效应，是提升海水条件下光催化性能的重要科学问题。为解决上述挑战，方千荣团队发展了“分子内电场 + Z-scheme 界面电场”双电场协同策略。研究者基于环辛四噻吩（C...

纯有机室温磷光（RTP）材料由于具备高激子利用率和长的三重态激子寿命等独特性质，在有机发光二极管（OLEDs）、信息安全、生物成像、氧气传感等领域具有应用价值。然而，有机分子自身弱的自旋轨道耦合（SOC）以及红光材料加剧的非辐射衰减过程，限制了它们在红光/近红外（NIR）领域的应用前景。为提升材料的磷光性能，通常向有机体系内引入重原子（Se,Br, I）或杂原子（N, P, S）以促进SOC增强，从而有效促进系间窜越（ISC）过...

铁电体作为一类新型光催化材料，其自发极化会产生具有载流子分离能力的电场。然而，铁电材料中极化矢量的无序排列会导致相互抵消，严重制约了整体极性的增强。因此，实现极化矢量的定向排列至关重要。目前主流策略之一是对催化剂施加强大的外加电场以进行电晕极化。然而，高压电场会破坏催化剂的结构并且在撤除电场后会引发去极化效应，损害催化剂长期稳定性。因此，开发一种化学调控策略，以实现整体极化方向的统一是极具挑战...

对于具有Fe-Nx位点的铁基SACs，结构稳定性是维持其可逆氧催化活性的核心要素。在氧电催化反应的可逆循环过程中，铁位点需保持动态稳定的配位构型和化学状态，以避免因氧化、团聚或脱附导致活性位点不可逆失活。事实上，在电催化过程中，催化剂结构已不再是制备阶段获得的形态，而是在电位和电解质作用下的重构态。但鲜有研究分析重构后Fe位点的配位结构与化学状态，阐述Fe位点在氧电催化中的结构演变与反应机理。针对上述问题，...

在追求高安全低成本储能解决方案的全球浪潮中，水系锌金属电池以其本质安全、资源丰富和环境友好的突出优势，被视为下一代电化学储能体系的有力竞争者，尤其在规模化储能、可穿戴电子和极端环境应用领域展现出巨大应用潜力。然而，其商业化进程一直受困于传统水系电解液固有的化学挑战：大量自由水分子引发的严重析氢反应、电极腐蚀与表面钝化，以及难以控制的锌枝晶生长问题，这些都直接导致电池性能迅速衰减和寿命缩短。针对...

电催化CO2还原（ECO2RR）为实现碳中和提供重要路径，其中C1产物（如CO）因选择性高（≥ 90%）成为近期待工业化的目标产物，但需满足高法拉第效率（FE ≥ 90%）、工业级电流密度（≥ 100 mA·cm-2）及超100小时稳定性的严苛要求。金属纳米簇（MNCs）凭借原子级精确结构、可调活性位点等优势在ECO2RR中潜力显著，高核MNCs的有序嵌套结构还能促进多活性位点构建与电子离域，并提升电化学稳定性。然而，高核MNCs的有机配体虽能防止金...

三维共价有机框架（3D COFs）因其高度可设计的有机构筑单元和规则的晶态多孔结构，在气体分离、催化、药物递送等多个领域展现出重要潜力。然而，将三维 COF 的孔径扩展至介孔乃至大介孔范围始终面临核心科学障碍，其中最关键的问题是 结构多重穿插（interpenetration）导致有效孔径被压缩甚至完全丧失。与具有刚性无机单元支撑的 MOF 不同，COF 完全依赖有机关联，因而更易在“链条加长”时进入不受控的多重穿插状态，使拓扑保...

为了满足有机发光二极管（OLED）在未来超高清显示领域的重大需求，有机发光材料必须使其发射光谱具有窄的半峰宽（FWHM），以保证高的色纯度。然而，由于有机共轭体系固有的强电子-振动耦合，有机发光材料通常表现出由于振动劈裂精细结构导致的发射光谱展宽。这意味着超高清显示器件需要额外的滤光或光学微腔处理，不仅造成能量损失，还增加了产品制造成本。虽然多共振（MR）热激活延迟荧光（TADF）材料在该领域取得了很大进展，...

近日，黄色视频 管景奇教授团队在密度泛函理论（DFT）的指导下，研究系统探讨了八种候选第四金属元素（Al、Ce、Co、Cr、Cu、Sn、Zn或Zr）对NiFeMn(O)OH电子结构和反应能的影响，揭示了Ce在优化中间吸附能和降低理论过电位方面的独特优势。该催化剂在1 M KOH中达到10 mA cm-2电流密度仅需183 mV过电位，在碱性海水中也仅需224 mV过电位。原位光谱表征揭示了Ni4+、Fe3+和Ce3+/Mn2+物种之间的动态价态演变和电荷重分布，这有助于稳...

开发先进的二氧化碳/碳氢化合物分离技术的战略意义源于两个基本的工业考量：（1）碳氢化合物气体（包括乙炔、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和甲烷）是关键的原料和能源载体；（2）二氧化碳作为普遍存在的杂质，总是存在于碳氢化合物的产品流中。其中，乙炔/二氧化碳的分离是石油化工系统中最具挑战性的气体净化过程之一，这主要是由于它们的分子特性极为相似，包括极性相近（乙炔为33.3×10-25cm3，二氧化碳为29.1×10-25cm3）、动力学...

相对于热塑性聚合物，热固性聚合物具有优异的力学性能、热稳定性和耐溶剂性，在人类生产生活中广泛应用。然而，由于其永久共价交联结构，无法实现熔融再加工与循环利用，造成了严重的环境负担。基于动态共价键构筑的动态共价聚合物（共价自适应网络，CANs）可通过热激活动态键交换反应实现重塑加工与循环利用。然而，热激活的网络重构会导致材料在高温下力学性能和尺寸稳定性显著下降，导致了可持续性与热稳定性之间的固有矛盾...

杂化局域电荷转移激发态（HLCT）作为一种有效的分子设计策略，正推动新一代有机电致发光二极管（OLED）领域电致荧光材料的发展。然而，HLCT态的调控是一项需要精密设计的过程：在HLCT中引入电荷转移（CT）激发态组分虽可实现超过理论极限的激子利用效率（EUE），但CT组分也可能降低光致发光量子产率（PLQY），从而不可避免地影响器件的外量子效率（EQE）。为解决这一原理性矛盾，张诗童副教授团队设计合成了两种高效天蓝色HLCT...

近日，黄色视频 超分子结构与材料全国重点实验室李云峰教授课题组构建了全合成热可逆纳米纤维水凝胶（TNHs），可实现卵巢癌患者来源类器官（PTOs）的高保真培养与无酶释放。患者来源肿瘤类器官（PTOs）能够高度再现患者肿瘤组织的组织病理特征、基因表达谱及药物反应，因此被认为是临床前癌症研究中极具可靠性的体外模型。目前，PTOs的体外培养主要依赖基底膜提取物（BME或Matrigel），但BME水凝胶存在批次差异大、可能...

在理解超分子多组分体系的构筑时，人们往往将其视作一种“自下而上、由小及大”的逐级组装过程。然而，这种传统认识并不总能反映真实的分子组装机制。近日，黄色视频 吴光鹭教授团队在经典葫芦脲体系中揭示出一种非经典的组装路径：体系会先形成更高阶的多组分动力学中间体，再退化为相对低阶的热力学稳定产物。该团队在跟踪葫芦[8]脲介导的2:1三元复合物形成过程时，利用停流光谱技术捕捉到一种吸收峰异常红移的瞬态物种，并发...